CN209937684U

CN209937684U - 一种滴灌带生产自动控制系统

Info

Publication number: CN209937684U
Application number: CN201920291662.7U
Authority: CN
Inventors: 李海江
Original assignee: TIANJIN RONGCHEN MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: TIANJIN RONGCHEN MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-03-07

Abstract

本实用新型公开了一种滴灌带生产自动控制系统，按照生产顺序，包括下料装置、挤出装置、测径仪测控装置、成型切割装置、导引装置、牵引装置、计米装置；其特点是：所述主控柜通过输入端接收计米装置信号、电子秤信号、与触摸屏通讯，通过输出端控制下料装置，调整挤出装置的挤出电机转速，用以实现滴灌带米克重自动控制；通过输入端接收测宽装置反馈的测宽信号，与触摸屏通讯，通过输出端控制测径仪测控装置，用以实现滴灌带自动纠宽实时控制；通过输入端接收测宽装置反馈的测宽信号，与触摸屏通讯，通过输出端控制成型切割装置，用以实现滴灌带宽度不一致的自动纠偏实时控制。本实用新型实现了滴灌带自动纠宽、纠偏、纠轻实时控制。

Description

一种滴灌带生产自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及滴灌带加工的技术领域，尤其涉及一种滴灌带生产自动控制系统。

背景技术

滴灌带是利用聚乙烯为材料生产的直径约16mm、厚度0.18mm的塑料管带，该塑料管带的特殊之处在于每间隔一段距离在塑料管带内部或者测面有紊流减压的毛细孔并且与塑料管带的外部一个或者几个出水口相连，将塑料管带里的水、药、肥料等液体一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附件的土壤中。使用滴灌带能够降低灌溉劳动强度、节约水肥、降低病虫害、增产增效。

滴灌带生产包括下料、挤出、测径仪宽度测控、成型分割、冷却导引、成品收卷几个环节，整套生产环节有三个难点：第一个难点，从挤出到成型中，滴灌带要经过降温成型过程，由于生产环境温差不同、料质不同、风力风向影响不同，致使滴灌带热胀冷缩程度不同，在测径仪管径控制环节预设的同一个尺寸到了成型环节很可能变宽或者变窄，这是因为各种因素导致遇冷后收缩程度不同；第二个难点，成型轮成型加工中，需要将圆筒状滴灌带经过成型架上成型轮和小压轮压制、并切割成扁条状的两根滴灌带，生产过程中如果滴灌带和成型轮不能够正中对准，就会造成切割后的两条滴灌带宽度不一致；第三个难点，将原料挤出到成型加工过程中，需要将原料经过过滤网再制成滴灌带，这个过程中过滤网使用一段时间会发生小堵塞，致使到了成型牵引阶段，虽然成品长度没有变化，但是米克重变轻，滴灌带薄厚不均。原因是过滤网堵塞，虽然挤出机生产速度没有变化，但是一部分原料不能通过过滤网加工挤出成型。

如图1a所示，现有技术解决测径仪测控滴灌带直径大小不变，成品滴灌带宽度变化问题，采用手工调节测径仪测控装置的旋钮、改变控制直径、且根据实际变化重新调整测径仪的直径宽度，用以修正成品的宽度偏差；解决成品两根带子宽窄不同的问题，采用人工测量手工调节成型架，使得成型架与滴灌带位置对中；解决过滤网堵塞造成滴灌带壁厚变薄问题，采用成品下卷后进行称重的方法，如果重量减轻，则手工调节挤出电机的变频器频率，使得电机速度加快，螺杆压力增加，单位时间通过过滤网的原料重量不变，用以抵消过滤网造成的挤出量下降。

现有技术存在的问题是实时性不够，调整周期过长，并且人工纠偏、纠宽、纠轻的劳动量大，效率低，影响产品质量

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种滴灌带生产自动控制系统，目的在于解决现有技术滴灌带纠宽、纠偏、纠轻需要手工调节，不能实时控制的问题。

本实用新型为解决其技术问题，采用以下技术方案：

一种滴灌带生产自动控制系统，按照生产顺序，包括下料装置、挤出装置、测径仪测控装置、成型切割装置、导引装置、牵引装置、计米装置；所述下料装置将原料输送给挤出装置，所述挤出装置将原料挤出给测径仪测控装置，所述测径仪测控装置制作出筒状塑料管带给成型切割装置，所述成型切割装置将塑料管压制吸塑切割后制成滴灌带，所述导引装置将滴灌带从冷却装置导引出来改变方向至牵引装置，所述牵引装置给冷却的滴灌带提供牵引力；其特点是：还包括主控柜、触摸屏；在下料装置的底部还设置有电子秤；在导引和牵引装置之间还设置有测宽装置；

所述主控柜通过输入端接收计米装置信号、电子秤信号、与触摸屏通讯，通过输出端控制下料装置，调整挤出装置的挤出电机转速，用以实现滴灌带米克重自动控制；

所述主控柜通过输入端接收测宽装置反馈的测宽信号，与触摸屏通讯，通过输出端控制测径仪测控装置，用以实现滴灌带自动纠宽实时控制；

所述主控柜通过输入端接收测宽装置反馈的测宽信号，与触摸屏通讯，通过输出端控制成型切割装置，用以实现滴灌带宽度不一致的自动纠偏实时控制。

所述主控柜包括主控板、触目屏接口，报警灯、变频器、步进电机控制器；主控板控制信号，所述主控板控制信号包括报警灯控制信号、电子秤反馈信号、计米器反馈信号、变频器控制信号、电磁阀控制信号、测宽反馈信号、测径仪反馈信号，测径仪控制信号。

所述下料装置包括吸料机、烘干机、电磁阀、气缸、电子秤、下料斗，所述主控柜通过电磁阀控制下料装置的气缸的下料量。

所述挤出装置包括挤出电机、减速箱、机头螺杆、过滤器、机头摸具、加热器；所述主控柜通过变频器控制挤出电机速度，通过挤出电机连接减速箱，带动机头螺杆转动，从而实现滴灌带米克重自动控制。

所述测径仪测控装置包括测径仪、风环、吹气机头，所述主控柜通过测径仪控制信号控制测径尺寸大小，所述测径仪内置测量装置、气泵、调压器、电磁阀，测径仪控制电磁阀，从而实现滴灌带自动纠宽实时控制。

所述成型切割装置包括成型架、安装于成型架上的步进电机、成型轮、小压轮、切割刀，成型轮电机，所述主控柜通过步进电机控制器控制步进电机，从而实现滴灌带自动纠偏实时控制。

所述主控柜的触摸屏接口用以传输挤出电机电流及设定参数、挤出电机频率参数、挤出电机工作时长设定参数、挤出电机报警值设定参数，从而实现滴灌带米克重自动控制；用以传输成品双根滴灌带的宽度从而实现滴灌带自动纠宽实时控制；用以接收成品双根滴灌带的宽度偏差值，从而实现滴灌带自动纠偏实时控制。

所述测宽装置包括上中下三个部分，中间为测宽区域装置导轮，该测宽测偏装置导轮设有两个一字并排且相隔一定距离的导轮，该两个一字并排且相隔一定距离的导轮上方或下方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光发射装置，两个一字并排相隔一定距离的导轮的下方或上方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光接收装置，所述平行光发射装置和平行光接收装置通过同侧的连接管固接在一起，并且上下之间间隔一定距离；所述两个一字并排相隔一定距离的导轮固接在所述平行光接收装置的上方。

所述测宽装置还包括信号处理器，所述平行光源发射装置和平行光源接收装置用于测量成品滴灌带的宽度，该成品滴灌带为扁状、双根、已定型的滴灌带；所述测宽装置的信号处理器与所述主控板相连接，主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向测径仪发送纠宽信号；主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向步进电机控制器发送纠偏信号。

所述测径仪包括一组平行光发射装置和平行光接收装置、信号处理装置、气泵、电磁阀调节装置、CPU控制模块，所述平行光发射装置和平行光接收装置用于测量滴灌带的直径，该滴灌带为单根、筒状、直径尚未定径；所述 CPU控制模块设有补气控制信号、显示直径大小的信号、超差报警信号、键盘输入信号、以及与主控板的双向通讯信号，所述键盘输入信号用于人工旋钮及按键设定滴灌带控制直径的大小，所述测径仪与主控板的双向通讯信号用于接收主控板反馈的宽度信号，CPU控制模块根据主控板反馈的宽度信号控制电磁阀的功率调节装置给吹气机头补气，控制滴灌带管径大小。

本实用新型的优点效果

1、本实用新型通过主控柜输入端接收计米器信号、电子秤信号、连接触摸屏信号，输出端控制挤出装置，实现米克重自动控制；通过主控柜输入端接收测宽装置信号，连接触摸屏信号，输出端控制测径仪器测控装置，实现了滴灌带自动纠宽实时控制；通过主控柜输入端接收测宽装置信号，连接触摸屏信号，输出端控制成型切割装置，实现了滴灌带自动纠偏实时控制。本实用新型采用主控板控制的方法，每分钟几十次纠宽、纠偏、纠轻，相比现有技术每半个小时人工纠宽、纠偏、纠轻一次，取得了重大突破。

2、本实用新型克服了长期以来的技术偏见，即：滴灌带壁厚控制需要通过设置测厚传感器的实时反馈信号的技术偏见，采用通过知道滴灌带的米克重、宽度值、已知原料密度不变情况下，就能够计算出滴灌带的厚度，并通过调整主机转速，最终控制滴灌带厚度，降低测控费用，节约了原料成本，达到控制滴灌带厚度的同样效果。

附图说明

图1a为现有技术滴灌带生产半手工控制原理图；

图1b为本实施例滴灌带生产全自动控制原理图；

图2为本实施例滴灌带生产全自动控制原理展开图；

图3为本实施例主控柜结构图；

图4为本实施例主控柜结构图；

图5为本实施例应用效果图。

图中，1：下料装置；1-1：烘干机；1-2：下料斗；1-3：电子秤；2：挤出装置；2-1：挤出电机；2-2：减速器；2-3：机筒螺杆；2-4：过滤网；2-5：机头模具和加热器；3：测径仪测控装置；3-1：测径仪；4：成型切割装置； 4-1：成型架，4-2：成型轮电机；4-3：成型轮；4-4：小压轮；4-5：切割刀； 4-6：步进电机；5：导引装置；6：牵引装置；6-1：计米器；8：测宽仪；8-1：测宽仪平行光发射装置；8-2：测宽仪平行光接收装置；8-3：测宽仪导轮。

具体实施方式

一、关于电路连接方式的改进

改进之一，在下料装置的底部增加了电子秤，主控板一边接收电子秤信号，一边接收计米信号，再根据重量与长度的计算结果，实时判断下料重量与计米长度的关系是否在正常范围。

改进之二，在成品下卷以前的导引和牵引装置之间增加了测宽装置，通过将测宽信号实时反馈给主控板，主控板实施控制测径仪、步进电机，实现了实时纠宽、纠偏的功能。

改进之三，改进了主控柜、主控柜包括变频器、米克重控制器、步进电机控制器、以及控制信号。控制信号包括电子秤、计米器、测径仪、测宽输入信号，以及电磁阀、变频器、测径仪、步进电机控制信号。

改进之四，增加了触摸屏，触摸屏用于给主控板输入设定参数，主控板用于控制纠偏、纠宽、纠轻。

改进之五、线路连接方式的改进：从图1a的人工控制挤出装置、测径仪测控装置、成型切割装置，改进为图1b的主控柜控制挤出装置、测径仪测控装置、成型切割装置。

二、关于设计原理的说明

1、实时纠偏的设计原理：所述实时纠偏就是解决成品双根带子宽度不一致的问题。主控板控制对象是成型架上的步进电机，主控板通过接收测宽仪的反馈信号并通过发送控制信号给步进电机控制器，从而控制步进电机。

2、实时纠宽的设计原理：所述实时纠宽就是解决成品双根带子的宽度与标准值不一致的问题。主控板控制对象是测径仪，主控板给测径仪发送滴灌带宽度补偿信号，测径仪根据滴灌带宽度补偿信号控制给机头补气，通过改变设定值，控制筒状滴灌带直径的增大或减小。

3、实时纠轻的设计原理：所述实时纠轻主要是解决因过滤网堵塞造成原料一部分不能通过过滤网而使得滴灌带重量减轻的问题。主控板控制对象是挤出电机。主控板根据电子秤信号、计米器信号，计算出当前米克重数值数据，将数据转换为挤出电机频率速度信号，从而使得挤出电机变速，保持单位长度的滴灌带重量不变。

基于以上设计原理，本实用新型设计了一种滴灌带生产自动控制系统。

如图1b、图5所示，一种滴灌带生产自动控制系统，按照生产顺序，包括下料装置1、电子称1-3、挤出装置2、测径仪测控装置3、成型切割装置4、导引装置5、牵引装置6、计米装置7；所述下料装置1将原料输送给挤出装置2，所述挤出装置2将原料挤出给测径仪测控装置3，所述测径仪测控装置 3制作出筒状塑料管带给成型切割装置4，所述成型切割装置4将塑料管压制吸塑切割后制成滴灌带，所述导引装置5将滴灌带从冷却装置导引出来改变方向至牵引装置，6，所述牵引装置6给冷却的滴灌带提供牵引力；其特点是：还包括主控柜、触摸屏；在下料装置1的底部还设置有电子秤1-3；在导引装置5和牵引装置6之间还设置有测宽装置8；

如图1b所示，所述主控柜通过输入端接收计米装置信号、电子秤信号、与触摸屏通讯，通过输出端控制下料装置，调整挤出装置的挤出电机转速，用以实现滴灌带米克重自动控制；

如图3所示，所述主控柜包括主控板；触摸屏和触目屏接口，报警灯、变频器、步进电机控制器；主控板控制信号，所述主控板控制信号包括报警灯控制信号、电子秤反馈信号、计米器反馈信号、变频器控制信号、电磁阀控制信号、测宽反馈信号、测径仪反馈信号，测径仪控制信号。

如图1b、图2、图5所示，所述下料装置包括吸料机、烘干机1-1、电磁阀、气缸、电子秤1-3、下料斗1-2，所述主控柜通过电磁阀控制下料装置的气缸的下料量。

补充说明：吸料机、电磁阀、气缸在下料装置的内部。

如图1b、图2、图5所示，所述挤出装置包括挤出电机2-1、减速箱2-2、机头螺杆2-3、过滤器2-4、机头摸具和加热器2-5；所述主控柜通过变频器控制挤出电机2-1速度，通过挤出电机2-1连接减速箱2-2，带动机头螺杆2-3转动，从而实现滴灌带米克重自动控制。

如图1b、图2、图5所示，所述主控柜通过测径仪控制信号控制测径尺寸大小，所述测径仪3-1内置测量装置、气泵、调压器、电磁阀，测径仪控制电磁阀，从而实现滴灌带自动纠宽实时控制。

如图1b、图2、图5所示，所述成型切割装置4包括成型架4-1、安装于成型架4-1上的步进电机4-6、成型轮4-3、小压轮4-4、切割刀4-5，成型轮电机4-2，所述主控柜通过步进电机控制器控制步进电机4-6，从而实现滴灌带自动纠偏实时控制。

如图5所示，所述测宽装置8包括上中下三个部分，中间为测宽区域装置导轮8-3，该测宽测偏装置导轮设有两个一字并排且相隔一定距离的导轮，该两个一字并排且相隔一定距离的导轮上方或下方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光发射装置8-1，两个一字并排相隔一定距离的导轮的下方或上方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光接收装置8-2，所述平行光发射装置和平行光接收装置通过同侧的连接管固接在一起，并且上下之间间隔一定距离；所述两个一字并排相隔一定距离的导轮固接在所述平行光发射或接收装置的上方。

如图4所示，所述测宽装置还包括信号处理器，所述平行光源发射装置和平行光源接收装置用于测量成品滴灌带的宽度，该成品滴灌带为扁状、双根、已定型的滴灌带；所述测宽装置的信号处理器与所述主控板相连接，主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向测径仪发送纠宽信号；主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向步进电机控制器发送纠偏信号。

如图4所示，所述测径仪包括一组平行光发射装置和平行光接收装置、信号处理装置、气泵、电磁阀调节装置、CPU控制模块，所述平行光发射装置和平行光接收装置用于测量滴灌带的直径，该滴灌带为单根、筒状、直径尚未定径；所述CPU控制模块设有补气控制信号、显示直径大小的信号、超差报警信号、键盘输入信号、以及与主控板的双向通讯信号，所述键盘输入信号用于人工旋钮及按键设定滴灌带控制直径的大小，所述测径仪与主控板的双向通讯信号用于接收主控板反馈的宽度信号，CPU控制模块根据主控板反馈的宽度信号控制电磁阀的功率调节装置给吹气机头补气，控制滴灌带管径大小。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例。

Claims

1.一种滴灌带生产自动控制系统，按照生产顺序，包括下料装置、挤出装置、测径仪测控装置、成型切割装置、导引装置、牵引装置、计米装置；所述下料装置将原料输送给挤出装置，所述挤出装置将原料挤出给测径仪测控装置，所述测径仪测控装置制作出筒状塑料管带给成型切割装置，所述成型切割装置将塑料管压制吸塑切割后制成滴灌带，所述导引装置将滴灌带从冷却装置导引出来改变方向至牵引装置，所述牵引装置给冷却的滴灌带提供牵引力；其特征在于：还包括主控柜、触摸屏；在下料装置的底部还设置有电子秤；在导引和牵引装置之间还设置有测宽装置；

2.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述主控柜包括主控板、触目屏接口、报警灯、变频器、步进电机控制器；主控板控制信号，所述主控板控制信号包括报警灯控制信号、电子秤反馈信号、计米器反馈信号、变频器控制信号、电磁阀控制信号、测宽反馈信号、测径仪反馈信号、测径仪控制信号。

3.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述下料装置包括吸料机、烘干机、电磁阀、气缸、电子秤、下料斗，所述主控柜通过电磁阀控制下料装置的气缸的下料量。

4.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述挤出装置包括挤出电机、减速箱、机头螺杆、过滤器、机头摸具、加热器；所述主控柜通过变频器控制挤出电机速度，通过挤出电机连接减速箱，带动机头螺杆转动，从而实现滴灌带米克重自动控制。

5.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述测径仪测控装置包括测径仪、风环、吹气机头，所述主控柜通过测径仪控制信号控制测径尺寸大小，所述测径仪内置测量装置、气泵、调压器、电磁阀，测径仪控制电磁阀、从而实现滴灌带自动纠宽实时控制。

6.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述成型切割装置包括成型架、安装于成型架上的步进电机、成型轮、小压轮、切割刀，成型轮电机，所述主控柜通过步进电机控制器控制步进电机，从而实现滴灌带自动纠偏实时控制。

7.根据权利要求1所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述主控柜的触摸屏接口用以传输挤出电机电流及设定参数、挤出电机频率参数、挤出电机工作时长设定参数、挤出电机报警值设定参数，从而实现滴灌带米克重自动控制；用以传输成品双根滴灌带的宽度从而实现滴灌带自动纠宽实时控制；用以接收成品双根滴灌带的宽度偏差值，从而实现滴灌带自动纠偏实时控制。

8.根据权利要求2所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述测宽装置包括上中下三个部分，中间为测宽区域装置导轮，该测宽测偏装置导轮设有两个一字并排且相隔一定距离的导轮，该两个一字并排且相隔一定距离的导轮上方或下方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光发射装置，两个一字并排相隔一定距离的导轮的下方或上方设有一组与每个导轮宽度对应的平行光接收装置，所述平行光发射装置和平行光接收装置通过同侧的连接管固接在一起，并且上下之间间隔一定距离；所述两个一字并排相隔一定距离的导轮固接在所述平行光接收装置的上方。

9.根据权利要求8所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述测宽装置还包括信号处理器，所述平行光发射装置和平行光源接收装置用于测量成品滴灌带的宽度，该成品滴灌带为扁状、双根、已定型的滴灌带；所述测宽装置的信号处理器与所述主控板相连接，主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向测径仪发送纠宽信号；主控板根据测宽装置反馈的测宽信号向步进电机控制器发送纠偏信号。

10.根据权利要求5所述一种滴灌带生产自动控制系统，其特征在于：所述测径仪包括一组平行光发射装置和平行光接收装置、信号处理装置、气泵电磁阀调节装置、CPU控制模块，所述平行光发射装置和平行光接收装置用于测量滴灌带的直径，该滴灌带为单根、筒状、直径尚未定径；所述CPU控制模块设有补气控制信号、显示直径大小的信号、超差报警信号、键盘输入信号、以及与主控板的双向通讯信号，所述键盘输入信号用于人工旋钮及按键设定滴灌带控制直径的大小，所述测径仪与主控板的双向通讯信号用于接收主控板反馈的宽度信号，CPU控制模块根据主控板反馈的宽度信号控制气泵电磁阀调节装置给吹气机头补气，控制滴灌带管径大小。